Question

硝酸发生氧化还原反应的时候，一般硝酸越稀，对应的还原产物中氮的化合价越低．现有一定量的铝、铁合金与一定量稀HNO₃充分反应，反应过程中无任何气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（V）与产生沉淀的物质的量（n）关系如图所示．下列说法中不正确的是（　　）

• A、合金与硝酸反应时硝酸过量
• B、合金中铝的物质的量为0.008mol
• C、合金中金属的物质的量共为0.032mol
• D、无法求出C点的值

Answer 1

分析：A．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀；
B．由图可得加入氢氧化钠溶液从E→F发生的反应为：Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
C．根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量；
D．根据消耗NaOH的总体积，结合在D点氢氧化钠与硝酸、铝铁离子的反应，可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积；

解答：解：铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO₃充分反应，被氧化为Al³⁺、Fe³⁺，通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由+5变成了-3价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与NH₄⁺发生了反应，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：
①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，
④Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O
A．由图可得滴加NaOH体积为31ml时，发生反应为，H⁺+OH^-=H₂O，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，所以硝酸过量，故A正确；
B．根据Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物质的量为：（36-34）×10^-3L×4mol/L=0.008 mol，故B正确；
C．沉淀的总量可根据NH₄⁺的量，根据NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O 得出n（NH₄⁺）=（34-31）×10^-3L×4mol/L=0.012 mol，根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量为

0.012mol×8

3

=0.032mol，故C正确；
D．滴加NaOH体积为31ml时，发生反应为H⁺+OH^-=H₂O，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积为31ml-

0.032mol×3

4mol/L

×10³ml/L=7mL，C点的值为7，故D错误；
故选D．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度较大，本题注意根据图象判断各阶段反应的情况，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，注意从质量守恒的角度结合反应的关系式计算．